ГИПС (Gypsum ; CaSO 4 2H 2 O) - минерал, представляющий собой кристаллогидрат сульфата кальция. Широко распространен в природе, применяется в мед. практике (см. Гипсовая техника). Чистый кристаллический Г. бесцветен и прозрачен, при наличии примесей приобретает серую, желтоватую, бурую, розоватую или другие окраски. Плотность 2,3 г/см 3 , растворимость в воде 2,05 г/л (при 20°), в разбавленных соляной и азотной к-тах - выше. В природе встречается в виде гипса-дигидрата (CaSO 4 2H 2 O) и ангидрида (CaSO 4). Г.-дигидрат, известный под названием гипсового камня, служит основным сырьем для производства гипсовых вяжущих материалов. Так наз. жженый Г., широко применяемый в хирургической практике и зубопротезировании в качестве вяжущего материала, состоит преимущественно из полу-гидрата сульфата кальция (CaSO 4 0,5H 2 O). Это тонкий белый или сероватый порошок, получаемый путем частичного обезвоживания природного гипсового камня нагреванием его до 120-130°. Характерной особенностью полугидрата сульфата кальция является его способность после смешивания с водой до сметанообразной консистенции образовывать пластичное тесто, способное в течение нескольких минут переходить в непластичную массу: так наз. схватывание - затвердевание в результате кристаллизации. Сроки схватывания Г. зависят от качества сырья, тонкости помола, условий обжига, температуры смеси жженого Г. и воды при смешивании, величины соотношения вода: Г., длительности и условий хранения сырья. Время затвердевания можно регулировать специальными замедляющими или ускоряющими добавками. В зубоврачебной практике принято для ускорения схватывания применять 3% р-р поваренной соли или тонкоизмельченный Г., образующий центры кристаллизации, а для замедления - применяется 3% р-р глицерина или декстрина.

Особенностью жженого Г. является увеличение его объема при затвердевании иногда до 0,5% (обычно меньше - ок. 0,1-0,2%) от первоначального, что способствует наилучшему воспроизведению рельефа форм, имеющих сложные конфигурации, напр, слепков зубов, челюстей, лица и др. При необходимости отходы Г. можно регенерировать обработкой их насыщенным паром в автоклаве или вулканизаторе при 125-130° (что соответствует давлению пара 1,2-1,5 am) в течение 4-5 часов.

Гипс может вызывать хронические конъюнктивиты, насморк, ослабление обоняния, носовые кровотечения, притупление вкуса, покраснение зева, хронический ларингит. Предельно допустимая концентрация пыли Гипса в воздухе 2 мг/м 3 . При промышленных разработках месторождений Гипса и при производстве гипсовых изделий рекомендуется пользоваться респираторами.

32136 0

Введение

Материалы на основе гипса имеют различное назначение в стоматологической практике. К ним относятся:

Модели и штампики;

Оттискные материалы;

Литейные формы;

Огнеупорные формовочные материалы;

Штампики - это копии или модели отдельных зубов, которые необходимы при изготовлении коронок и мостовидных зубных протезов.

Огнеупорный формовочный материал для изготовления литых металлических зубных протезов - это материал устойчивый к воздействию высоких температур, в котором гипс служит связующим веществом или связкой; такой материал применяется для форм при изготовлении протезов из некоторых литейных сплавов на основе золота.

Химический состав гипса

Состав

Гипс - дигидрат сульфата кальция CaS04 - 2Н20.

При прокаливании или обжиге этого вещества, т.е. нагревании до температур, достаточных для удаления некоторого количества воды, оно превращается в полугидрат сульфата кальция (CaS04)2 - Н20, а при более высоких температурах образуется ангидрит по следующей схеме:

Получение полугидрата сульфата кальция может осуществляться тремя способами, позволяющими получать разновидности гипса различного назначения. К этим разновидностям относятся: обожженный или обычный медицинский гипс, модельный гипс и супергипс; следует отметить, что эти три вида материала имеют одинаковый химический состав и отличаются только по форме и структуре.

Обожженный гипс (обычный медицинский гипс)

Дигидрат сульфата кальция нагревается в открытом варочном котле. Вода удаляется, и дигидрат превращается в полугидрат сульфата кальция, называемый также обожженным сульфатом кальция или ГЗ-полугидратом. Полученный материал состоит из больших пористых частиц неправильной формы, которые не способны к значительному уплотнению. Порошок такого гипса необходимо смешивать с большим количеством воды для того, чтобы эту смесь можно было применять в стоматологической практике, так как рыхлый пористый материал поглощает значительное количество воды. Обычное соотношение для смешивания - 50 мл воды на 100 г порошка.

Модельный гипс

При нагревании дигидрата сульфата кальция в автоклаве получаемый полугидрат состоит из небольших частиц правильной формы, которые почти не имеют пор. Такой автоклавированный сульфат кальция называют а-полугидратом. Благодаря непористой и регулярной структуре частиц, этот вид гипса дает более плотную упаковку и требуется меньшее количество воды для смешивания. Соотношение при смешивании - на 20 мл воды 100 г порошка.

Супергипс

При производстве этой формы полугидрата сульфата кальция дигидрат подвергается кипячению в присутствии хлорида кальция и хлорида магния. Эти два хлорида действуют как дефлоккулянты, препятствуя образованию хлопьев в смеси и способствуя разделению частиц, т.к. в противном случае частицы имеют тенденцию к агломерации. Частицы получаемого полугидрата по сравнению с частицами автоклавированного гипса еще более плотные и гладкие. Супергипс смешивается в соотношении - на 100 г порошка 20 мл воды.

Применение

Обычный обожженный или медицинский гипс используется как материал общего применения, главным образом в качестве основания моделей и самих моделей, поскольку он дешевый и легко обрабатывается. Расширение при затвердевании (см. ниже) не имеет существенного значения при изготовлении таких изделий. Такой же гипс применяется в качестве оттискного материала, а также в составах огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем, хотя для такого использования рабочее время и время затвердевания, а также расширение при затвердевании тщательно контролируется путем введения различных добавок.

Автоклавированный гипс применяют для изготовления моделей тканей полости рта, в то время как более прочный супергипс - для изготовления моделей отдельных зубов, называемых штампиками. На них моделируют различные виды восстановлений из воска, по которым затем получают литые металлические протезы.

Процесс затвердевания

При нагревании гидрата сульфата кальция для удаления некоторого количества воды образуется в значительной степени обезвоженное вещество. Как следствие этого, полугидрат сульфата кальция способен реагировать с водой и превращаться обратно в дигидрат сульфата кальция по реакции:

Полагают, что процесс затвердевания гипса происходит в следующей последовательности:

1. Некоторое количество полугидрата сульфата кальция растворяется в воде.

2. Растворенный полугидрат сульфата кальция вновь вступает в реакцию с водой и образует дигидрат сульфата кальция.

3. Растворимость дигидрата сульфата кальция очень низкая, поэтому образуется перенасыщенный раствор.

4. Такой перенасыщенный раствор нестабилен, и дигидрат сульфата кальция выпадает в осадок в виде нерастворимых кристаллов.

5. Когда кристаллы дигидрата сульфата кальция выпадают в осадок из раствора, следующее дополнительное количество полугидрата сульфата кальция опять растворяется, и этот процесс продолжается до тех пор, пока не растворится весь полугидрат. Рабочее время и время затвердевания

Материал необходимо смешивать и заливать в форму до окончания рабочего времени. Рабочее время для различных продуктов разное и выбирается в зависимости от конкретного применения.

Для оттискного гипса рабочее время составляет всего 2-3 минуты, в то время как для огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем оно достигает 8 минут. Короткое рабочее время связано с коротким временем затвердевания, так как оба эти процесса зависят от скорости реакции. Следовательно, если обычно рабочее время для оттискного гипса находится в пределах 2-3 минут, то время затвердевания для огнеупорных гипсовых формовочных материалов может изменяться от 20 до 45 минут.

Материалы для изготовления моделей имеют такое же рабочее время, как и оттискной гипс, но время их затвердевания несколько дольше. Для оттискного гипса время твердения равно 5-ю минутам, тогда как для автоклавированного или модельного гипса оно может длиться до 20 минут.

Изменение манипуляционных свойств или рабочих характеристик гипса можно получать путем ввода различных добавок. Добавки, которые ускоряют процесс затвердевания, это порошок самого гипса - дигидрата сульфата кальция (<20%), сульфат калия и хлорид натрия (<20%). Эти вещества действуют как центры кристаллизации, вызывая рост кристаллов дигидрата сульфата кальция. Вещества, которые замедляют процесс затвердевания, это хлорид натрия (>20%), лимоннокислый калий и бура, которые препятствуют образованию кристаллов дигидрата. Эти добавки также влияют на размерные изменения при затвердевании, как будет упомянуто ниже.

Различные манипуляции при работе с системой порошок-жидкость также влияют на характеристики затвердевания. Можно изменить соотношение порошок-жидкость, и при добавлении большего количества воды время затвердевания увеличится, поскольку времени для получения насыщенного раствора потребуется больше, соответственно больше времени будет нужно для выпадения в осадок кристаллов дигидрата. Увеличение времени перемешивания смеси шпателем приводит к уменьшению времени затвердевания, поскольку при этом может возникнуть разрушение кристаллов по мере их формирования, следовательно, образуется больше центров кристаллизации.

Клиническое значение

Увеличение времени перемешивания гипса шпателем приводит к уменьшению времени затвердевания и увеличению расширения материала при затвердевании.

Повышение температуры оказывает минимальное действие, поскольку ускорение растворения полугидрата уравновешивается более высокой растворимостью дигидрата сульфата кальция в воде.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

А, м. 1. Минерал белого или желтоватого цвета (обожженный и размельченный употребляется как строительный материал, в лепных работах, для хирургических повязок и т. п.). Месторождения гипса. Штукатурный гипс. Статуэтка из гипса. 2. обычно мн. Малый академический словарь

97. Гипс и гипсовые повязки. Гипсовые бинты, лонгеты. Основные виды и правила наложения гипсовых повязок.

Гипсовые повязки широко распространены в травматологии и ортопедии и применяются для удержания отломков костей и суставов в приданном им положении.

Медицинский гипс – полуводная сернокислая соль кальция, выпускается в виде порошка. При соединении с водой через 5–7 мин начинается процесс отвердения гипса, который заканчивается через 10–15 мин. Полную прочность гипс приобретает после высыхания всей повязки.

Используя различные добавки можно ускорить или, наоборот, замедлить процесс твердения гипса. Если гипс плохо застывает, его нужно замачивать в теплой воде (35–40 °C). В воду можно добавить алюминиевых квасцов из расчета 5–10 г на 1 л или поваренную соль (1 столовая ложка на 1л). А 3 % раствор крахмала, глицерин задерживают схватывание гипса.

Так как гипс очень гигроскопичен, его хранят в сухом теплом месте.

Гипсовые бинты изготовляют из обычных марлевых. Для этого бинт постепенно разматывают и наносят на него тонкий слой порошка гипса, после чего бинт снова рыхло скатывают в рулон.

Очень удобны для работы готовые гипсовые неосыпающиеся бинты. Гипсовая повязка предназначена для выполнения следующих манипуляций: обезболивания переломов, ручной репозиции отломков костей и репозиции с помощью вытягивающих аппаратов, наложения клеевого вытяжения, гипсовых и клеевых повязок. В некоторых случаях допустимо производить наложение скелетного вытяжения.

Гипсовые бинты опускают в холодную или слегка подогретую воду, при этом хорошо видны пузырьки воздуха, выделяющиеся при намокании бинтов. В этот момент не следует надавливать на бинты, так как часть бинта может не пропитаться водой. Через 2–3 мин бинты готовы к применению. Их вынимают, слегка отжимают и раскатывают на гипсовальном столе или непосредственно бинтуют поврежденную часть тела больного. Чтобы повязка была достаточно прочной, нужно не менее 5 слоев бинта. При наложении больших гипсовых повязок не следует замачивать сразу все бинты, иначе сестра не успеет использовать часть бинтов в течение 10 мин, они затвердеют и будут непригодны для дальнейшего применения.

Правила наложения повязок:

– перед раскатыванием гипса измеряют длину накладываемой повязки по здоровой конечности;

– в большинстве случаев повязку накладывают в положении больного лежа. Часть тела, на которую накладывают повязку, приподнимают над уровнем стола при помощи различных приспособлений;

– гипсовая повязка должна предупреждать образование тугоподвижности в суставах в функционально невыгодном (порочном) положении. Для этого стопу устанавливают под прямым углом к оси голени, голень – в положении легкого сгибания (165°) в коленном суставе, бедро – в положении разгибания в тазобедренном суставе. Даже при образовании контрактуры в суставах нижняя конечность в этом случае будет опорной, и больной сможет ходить. На верхней конечности пальцы устанавливают в положении легкого ладонного сгибания с противопостановлением I пальца, кисть – в положении тыльного разгибания под углом 45° в лучезапястном суставе, предплечье сгибателя – под углом 90-100° в локтевом суставе, плечо отводят от туловища под углом 15–20° при помощи ватно-марлевого валика, подложенного в подмышечную впадину. При некоторых заболеваниях и в повреждениях по указанию травматолога на срок не более полутора– двух месяцев может быть наложена повязка в так называемом порочном положении. Через 3–4 недели при появлении начальной консолидации отломков повязку снимают, устанавливают конечность в правильное положение и фиксируют гипсом;

– гипсовые бинты должны ложиться равномерно, без складок и перегибов. Не владеющий приемами десмургии не должен накладывать гипсовые повязки;

– места, подверженные наибольшей нагрузке, дополнительно укрепляют (область суставов, подошва стопы и пр.);

– периферический отдел конечности (пальцы стопы, кисти) оставляют открытым и доступным для наблюдения с тем, чтобы вовремя заметить симптомы сдавливания конечности и рассечь повязку;

– до застывания гипса повязка должна быть хорошо отмоделирована. Поглаживанием повязке придают форму части тела. Повязка должна быть точным слепком этой части тела со всеми ее выступами и впадинами;

– после наложения повязки производят ее маркировку, т. е. наносят на нее схему перелома, дату перелома, дату наложения повязки, дату снятия повязки, фамилию врача.

Способы наложения гипсовых повязок. По способу наложения гипсовые повязки делят на подкладочные и бесподкладочные . При подкладочных повязках конечность или другую часть тела вначале обматывают тонким слоем ваты, затем поверх ваты накладывают гипсовые бинты. Бесподкладочные повязки накладывают непосредственно на кожу. Предварительно костные выступы (область лодыжек, мыщелков бедра, ости подвздошных костей и т. д.) изолируют тонким слоем ваты. Первые повязки не сдавливают конечность и не дают пролежней от гипса, но не фиксируют достаточно прочно отломки костей, поэтому при их наложении часто происходит вторичное смещение отломков. Бесподкладочные повязки при невнимательном наблюдении могут вызвать сдавливание конечности вплоть до ее некроза и пролежни на коже.

По строению гипсовые повязки делятся на лонгетные и циркулярные . Циркулярная гипсовая повязка охватывает поврежденную часть тела со всех сторон, лонгетная – только с одной. Разновидностью циркулярных повязок являются окончатые и мостовидные повязки. Окончатая повязка – это циркулярная повязка, в которой вырезано окно над раной, свищом, дренажем и т. п. Нужно следить, чтобы края гипса в области окна не врезались в кожу, иначе при ходьбе мягкие ткани отекут, что ухудшит условия заживления раны. Выпячиванию мягких тканей можно помешать, если каждый раз после перевязки закрывать окно гипсовым лоскутом.

Мостовидная повязка показана в тех случаях, когда рана располагается во всей окружности конечности. Вначале проксимальнее и дистальнее раны накладывают циркулярные повязки, затем обе повязки соединяют между собой П-образно изогнутыми металлическими стременами. При соединении только гипсовыми бинтами мост непрочен и ломается от тяжести периферического отдела повязки.

Повязки, накладываемые на различные части тела, имеют свои названия, например корсет-кокситная повязка, «сапожок» и т. д. Повязка, фиксирующая только один сустав, называется тутором. Все другие повязки должны обеспечивать неподвижность не менее 2 соседних суставов, а тазобедренная – трех.

Гипсовую лонгету на предплечье накладывают чаще всего при переломах лучевой кости в типичном месте. Бинты раскладывают равномерно на всю длину предплечья от локтевого сустава до основания пальцев кисти. Гипсовая лонгета на область голеностопного сустава показана при переломах наружной лодыжки без смещения отломка и разрывах связок голеностопного сустава. Гипсовые бинты раскатывают с постепенным расширением в верхней части повязки. Замеряют длину стопы больного и соответственно на лонгете делают 2 надреза в поперечном направлении на месте сгиба повязки. Лонгету моделируют и укрепляют мягким бинтом. Лонгеты очень легко превратить в циркулярные повязки. Для этого достаточно их укрепить на конечности не марлевым, а 4–5 слоями гипсового бинта.

Подкладочная циркулярная гипсовая повязка накладывается после ортопедических операций и в тех случаях, когда отломки костей спаяны костной мозолью и не могут сместиться. Сначала конечность обматывают тонким слоем ваты, для чего берут серую вату, скатанную в рулон. Обкладывать отдельными кусками ваты разной толщины нельзя, так как вата сваляется, и повязка будет доставлять больному много неудобств при ношении. После этого поверх ваты накладывают гипсовыми бинтами циркулярную повязку в 5–6 слоев.

Снятие гипсовой повязки. Повязку снимают с помощью гипсовых ножниц, пилки, гипсовых щипцов и металлического шпателя. Если повязка свободна, то для ее снятия можно сразу применить гипсовые ножницы. В других случаях надо вначале просунуть под повязку шпатель с тем, чтобы защитить кожу от порезов ножницами. Повязки разрезают на той стороне, где больше мягких тканей. Например, циркулярную повязку до средней трети бедра – по задненаружной поверхности, корсет– на спине и т. д. Для снятия лонгеты достаточно разрезать мягкий бинт.

Медицинский гипс представляет собой белый порошок плотностью 2,66 - 2,67 г/см2 с повышенной водопоглощаемостью. При соединении с водой водой вступает с ней в химическую реакцию (2), в результате которой молекулы гипса вновь становятся двухводными и вся масса переходит в твердое состояние. Реакция гидратации гипса носит экзотермический характер.

(2) (CaSO4)2 -Н2О + ЗН2О -> CaSO4 -2H2O + t°

Скорость отвердевания гипса зависит не только от условий обжига гипса, ;;о и от соотношения воды и порошка, времени смешивания, температуры воды, а также примеси гипсу некоторых веществ.

Соотношение воды рассчитывается к 100 г гипса. Например, если 100 г порошка смешать с 80 мл воды, то соотношение воды и порошка (В:П) составит 0,8:1 (0,8), при смешивании 100 г порошка с 45 мл воды В:П будет равным 0,45.

Соотношение В:П является очень важным фактором, определяющим физические и химические свойства конечного гипсового продукта. Наряду современем смешивания, соотношение В:П оказывает влияние на время затвердевания гипса и его прочность (табл. 4-2, 4-3).

Таблица 4-2. Влияние соотношения воды и порошка гипса (В:П) и времени смешивания на время затвердевания полуводного гипса*

На скорость отвердевания гипса также оказывает влияние температура применяемой воды или раствора. Холодная и горячая вода замедляют, а вода, подогретая до температуры 37°С, ускоряет реакцию гидратации (Сидоренко Г.И., 1988).

Таблица 4-3. Влияние соотношения воды и порошка гипса (В.П) и времени смешивания на прочность полуводного гипса*

При использовании гипса в качестве оттискного материала целесообразно ускорить реакцию гидратации и уменьшить его прочность. Время отвердевания гипса можно сократить введением катализаторов. Чаще всего в качестве катализатора используют хлорид натрия NaCl, который добавляют в воду в количестве 2,5-3% от ее массы. Кроме хлорида натрия в качестве катализаторов можно использовать хлорид калия КС1, сульфат калия KSO4, сульфат натрия NаSO4, нитрат калия КNОз и ряд других солей. Добавки катализатора позволяют уменьшить в 2 раза прочность гипса и в 3 раза сокращают время связывания материала (по сравнению с гипсом II типа, применяемым для изготовления моделей).

Для получения гипсовой массы, используемой в качестве слепочного материала, необходимо смешивать раствор катализатора и порошок в соотношении 1:2 - 1:1,33 (В:П= 0,5-0,75)1. Приготовление гипса в качестве оттискно-го материала проводится в следующей последовательности (рис.4-3). В резиновую колбу наливают определенное количество раствора катализатора и к нему порционно добавляют порошок гипса (4-3.1). Гипс гидролизуется и,

Рис. 4-3. Приготовление гипса для получения оттиска.

имея плотность 2,67 г/см2, погружается на дно колбы. Порошок добавляют до образования небольшого избытка над поверхностью воды. Когда произойдет полное насыщение гипса водой, ее избытки сливают и проводят смешивание компонентов до образования однородной массы (4-3.2). Завершает приготовление гипса тщательное перемешивание материала с помощью шпателя (4-3.3).

1 Соотношения воды и порошка должны быть отдельно уточнены для каждой партии гипса (с учетом помола, состава и др. свойств).

Избыток воды в гипсовом материале нежелателен, ибо, с одной стороны, это удлиняет время наступления начального периода схватывания, так как при этом образуются много центров отвердевания, но они долгое время находятся на большом расстоянии друг от друга и гипсовое тесто, поэтому слишком жидкое. Когда же центры отвердевания сблизятся, период схватывания протекает настолько быстро, что врач не успевает нанести тесто на ложку, и ввести его в полость рта. С другой стороны, избыток воды в гипсовом тесте приводит также к тому, что между молекулами гипса, вступившими во взаимодействие с водой, находится большое количество свободной воды. После испарения воды на ее месте образуются поры, понижающие прочность и качество гипсовой детали (Г.И. Сидоренко, 1988).

Время смешивания гипса для оттисков должно составлять 1 минуту. Приготовленную массу накладывают на предварительно подобранную металлическую оттискную ложку без

Рис. 4-4. Последовательность выведения гипсового оттиска из полости рта

перфораций. Рабочее время составляет 2-3 минуты. Через 4-5 минут от начала смешивания оттиск выводится из полости рта (рис.4-4). Вначале отделяют и выводят сле-почную ложку (4-4.1), затем разделяют гипс на части. Для этого устанавливают указательный палец на вестибу-лярный край оттиска в облас-ти жевательных зубов и вращением откалывают часть слепка (4-4.2). После отделения первой части перемещают палец в другой участок и откалывают следующий фрагмент оттиска. Раскалывание оттиска можно облегчить путем надрезов гипса в области окклюзионной поверхности зубов. После выведения оттиска из полости рта (рис. 4-4.3) его части устанавливаются в оттискную

ложку (рис.4-4.4). Ложку протирают от имеющихся на наружной и внутренней поверхностях кусочков гипса. Удаляют мелкие кусочки гипса с каждой части оттиска. Особое внимание следует обратить на очищение поверхности гипса со стороны прилежания к ложке и по линиям переломов. При сборке частей гипсового оттиска вначале в ложку укладывают большие куски с отпечатками неба или лингвальной поверхности альвеолярной части нижней челюсти. К ним присоединяют последовательно другие осколки меньшего размера, ориентируясь по отпечаткам и линиям излома.

После того как все куски уложены, проводят оценку оттиска. При правильно собранном оттиске его части плотно прилегают к ложке, линии переломов точно совпадают, не образуя щелей (рис.4-4.5).

После оценки оттиска приступают к закреплению его частей с помощью расплавленного (кипящего) воска (рис.4-4.6). Попадая на гипс воск проникает в его поры и надежно склеивает оттиск.

Гипсовый оттиск перед отливкой модели выдерживают в течение 8-10 минут в мыльном растворе. Это проводится с целью предотвращения соединения материала с гипсом модели.

К недостаткам гипса следует отнести его низкую точность отображения микрорельефа тканей протезного ложа, соединение с модельным материалом, эмпирическую дозировку компонентов, отсутствие эластичности после затвердевания и невозможность выведения материала из полости рта целиком.

Единственным положительным свойством гипса является отсутствие усадки материала после выведения оттиска из полости рта и в процессе его хранения.

В течение длительного времени гипс был практически единственным универсальным оттискным материалом. В настоящее время во врачебном арсенале имеется множество новых высококачественных слепочных материалов, имеющих неоспоримые преимущества перед полугидратом гипса.